電子技術論文發表期刊推薦北大核心級期刊《電子設計工程》，《電子設計工程》(半月刊)，中國科技核心期刊（科技論文統計源期刊），創刊于1993年，原名《國外電子元器件》，主要介紹具有較高學術水平的、電子領 域相關的理論、技術、方法的專業性技術期刊。主要欄目有：計算機技術應用、網絡與通信工程、測控與儀器儀表、圖像與多媒體技術、開發與應用、數字處理技 術、嵌入式技術、消費類電子、汽車電子、集成電路應用、新特器件應用、電源技術與應用、信息安全、工業自動化、電力電子等。

　　摘要：本文介紹了太陽能光伏發電系統在現代建筑的應用領域及技術經濟比較，并著重介紹了太陽能光伏幕墻的應用。

　　關鍵詞：光伏發電,BIPV,光伏幕墻

　　1前言

　　隨著人們對環境污染和化石燃料儲量逐漸枯竭的日益重視，大力開發利用可再生能源，逐漸改變能源的消費結構，在能源供應方面必須實施可持續發展的戰略決策。已成為人們的共識。有人提出“21世紀建筑”的特點之一是“建筑物產生能量”，在可再生能源迅速發展的今天，這個觀念已經成為現實。

　　近年來，太陽能光伏發電應用的規模及范圍正在迅速擴大，其中與建筑行業相結合已成為當前的熱門領域，隨著太陽電池價格的不斷下降和制造技術的飛速發展，光伏發電與建筑相結合必將成為光伏應用最重要的領域之一。

　　2太陽能景觀照明技術

　　2.1系統組成：太陽能照明設備主要由照明燈具、光源和控制系統組成。

　　太陽能照明燈具主要有太陽能草坪燈、庭院燈、景觀燈和高桿燈等。這些燈具以太陽光為能源，白天充電，晚上使用，無需進行復雜昂貴的管線鋪設，而且可以任意調整燈具的布局。其光源一般采用LED或直流節能燈，使用壽命較長，又為冷光源，對植物生長無害。太陽能亮化燈具是一個自動控制的工作系統，只要設定該系統的工作模式（光控或計時控制）就能自動工作，同時充電及開關過程可以由微電腦智能控制，自動開關，無需人工操作，工作穩定可靠，節省電費，免維護。

　　2.2太陽能照明成本分析

　　近年來我國太陽能電池的生產能力猛增，其產品價格也由“七五”初期的80元/瓦，下降到目前的35元/瓦以下。使得推廣使用太陽能光伏應用產品的價格瓶頸得到基本解決，不再因太陽能光伏產品的高價而制約其產品的推廣，使可望不可及變為迅速普及。預計到本世紀二三十年代,太陽能發電成本有可能降低到常規電價的水平。

　　采用太陽能燈光亮化工程，每年可節省大量的資金，既亮化了城市，又生態地發展了城市，并充分地利用了能源，是目前世界上最合理的發展方向。

　　以太陽能庭院燈為例：每盞3000~4000元，比普通庭院燈大約貴一倍，但是如算上電氣管線、配電設施的投資再加上3～5年的電費和日常維護費，其成本也基本相當。

　　3BIPV（光伏與建筑一體化）

　　光伏與建筑一體化（BIPV）提出了“建筑物產生能源”的新概念，即通過建筑物，主要是屋頂和墻面與光伏發電集成起來，使建筑物自身利用綠色、環保的太陽能資源生產電力。

　　BIPV系統可以劃分為光伏屋頂和光伏幕墻結構兩種形式。光伏與建筑的結合有兩種方式：一種是建筑與光伏系統相結合：把封裝好的的光伏組件安裝在居民住宅或建筑物的屋頂上，再與逆變器、蓄電池、控制器、負載等裝置組成一個發電系統；另外一種是建筑與光伏器件相結合：建筑與光伏的進一步結合是將光伏器件與建筑材料集成一體，用光伏組件代替屋頂、窗戶和外墻，形成光伏與建筑材料集成產品，既可以當建材，又能利用綠色太陽能資源發電，可謂兩全其美，而且可以降低BIPV系統造價。

　　3.1光伏與屋頂相結合

　　建筑物屋頂作為吸收太陽光部件有其特有的優勢，日照條件好，不易受遮擋，可以充分接受太陽輻射，系統可以緊貼屋頂結構安裝，減少風力的不利影響，并且，太陽電池組件可替代保溫隔熱層遮擋屋面。此外與屋面一體化的大面積太陽電池組件由于綜合使用材料，不但節約了成本，單位面積上的太陽能轉換設施的價格也可以大大降低，有效的利用了屋面不再局限于坡屋頂，利用光電材料將建筑屋面做成的弧形和球形可以吸收更多的太陽能。

　　3.2光伏與幕墻相結合

　　對于高層建筑來說，外墻是與太陽光接觸面積最大的外表面。為了合理的利用墻面收集太陽能可采用各種墻體構造和材料，包括與太陽電池一體化的玻璃幕墻、透明絕熱材料以及附加與墻面的集熱器等。此外，太陽能光電玻璃也可以作為建筑物的外圍護構件，太陽能光電玻璃將光電技術融入玻璃，突破了傳統玻璃幕墻單一的圍護功能，把以前被當作有害因素而屏蔽在建筑物表面的太陽光，轉化為能被人們利用的電能，同時這種復合材料不多占用建筑面積，而且優美的外觀具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現代科技和時代特色。

　　4BIPV成功案例—國家體育館100KW光伏發電系統

　　國家體育館100千瓦太陽能光伏電站，作為國家科技示范項目，是北京地區最大的太陽能光伏電站之一，也是奧運工程中首個安裝太陽能發電系統的工程。國家體育館將安裝1124塊太陽能電池，全部采用從德國進口的最高級太陽能電池玻璃幕墻。

　　在設計上注重了太陽能發電系統與建筑美觀的結合，單晶硅太陽能電池板，將分別安裝在屋頂采光窗和南立面的約1300平米玻璃幕墻上，它們不僅是建筑物遮陽、采光、擋雨的維護結構，而且還能發電，日均發電量212千瓦時，為地下車庫提供近2萬平方米的照明電力，避開了白天電網的用電高峰，光伏組件與雄偉的建筑外觀融為一體，既節約了能源，又十分環保，向公眾直觀地展示了太陽能光電利用技術。

　　國家體育館光伏發電系統綜合效益預測如下：

　　a.環境效益

　　國家體育館100千瓦并網光伏系統每年的發電能力約為9.7萬KWh。設計壽命按25年計算，壽命期內可產生約243萬KWh的電能，與火力發電相比，相當于節約標準煤約952噸，減排CO2421噸、SO319噸、粉塵12噸和灰渣25噸。

　　b.社會效益

　　將光伏發電系統與建筑物結合具有多方面的優點，如：無污染、不需占用寶貴的土地資源、不需要能量貯存設備、在用電地點發電避免或減少了輸配電的損失。對環境保護，發展可再生能源，走可持續發展之路起了很好的模范作用。

　　c.經濟效益

　　國家體育館100千瓦并網光伏系統總投資1225萬元，發電成本3.96元/KWh.本項目建成后，將替業主單位減少電費開支，節約運營成本。

　　此外，與常規能源發電方式相比，光伏發電系統的運行采用自動控制方式，維護和運營成本較低。

　　5結束語

　　太陽能資源是我國分布最廣的新能源之一，既可以利用邊遠空曠的土地資源，也可以利用城市中林立高樓大廈的屋頂和外墻，來實現太陽能資源的利用。雖然目前的造價還不足以讓光伏與建筑一體化技術得到普及，但隨著石油等不可再生能源的日益枯竭，和全社會在在綠色環保意識上的提高，光伏發電技術市場發展潛力巨大，光伏與建筑一體化也必將在未來社會更加普及。

　　參考文獻：

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　　[3]謝建，馬勇剛.太陽能光伏發電工程實用技術[M].2010年8月.化學工業出版社.